存款类型

1.火山喷射硼矿床

该类型为与现代地表火山活动有关的原生硼矿床，以含硼热泉和硼酸喷孔最为重要。射流温度高达140 ~ 240℃，压力为(3 ~ 6) × 105 Pa。喷流中富含硼酸，高达0.3 ~ 0.5 g/L，此外还含有H2O、CO2、CH4、H2、H2S、N2、NH3等气体。硼酸和氨是通过空气射流人工浓缩得到的，空气射流可以发电。含硼热泉附近可形成石灰华，其中产生硼砂和钠硼解石。该矿床规模较小，很少构成工业矿床，但在学术研究上具有重要意义。

举世闻名的含硼气孔分布在意大利托斯卡纳区。此外，俄罗斯千岛群岛和日本还有与现代火山活动有关的含硼气孔和温泉。

第二，矽卡岩型硼矿

矿床常产于酸性岩浆岩与碳酸盐岩接触带附近的矽卡岩中，因围岩成分不同可形成不同的矽卡岩矿床。

当围岩为碳酸镁岩(白云质灰岩和白云岩)时，形成以硅酸镁矿物为主的镁矽卡岩，其中硼矿床为硼酸镁矿床，即硼镁矿-硼镁铁矿矿床。矿体常呈不规则透镜状、扁豆状，矿石矿物以硼铁矿为主，常与硼铁矿、硅菱镁矿、金云母、透闪石、电气石、闪锌矿、磁铁矿等矿物共生。矿石中B2O3含量一般不高，可达5% ~ 10%。

当围岩为石灰岩和大理岩时，形成以硅酸钙为主的钙矽卡岩，在大理岩内或附近可形成钙硼硅酸盐矿床，即硬硅钙石矿床。矿体呈透镜状，由于矿化受构造裂隙控制，也可形成网状、脉状硬硅钙石矿体。矿石矿物主要为硬硅钙石，含透辉石、石榴石、方解石、应时、透闪石及少量斧石和番红石。矿石中富含的硬硅钙石含量可达50%以上，矿石中B2O3含量变化较大。

在上述矽卡岩带中，有时有色金属与矿化伴生，部分成为具有一定规模的金属矿床，可综合利用。然而，在硬硅钙石矿床中，有色金属的矿化一般不发育。这类矿床大多属于中小型矿床。

这种矿藏在俄罗斯、美国、罗马尼亚、捷克斯洛伐克和其他国家都有发现。近年来，在湖南省常宁市和浙江省北部发现了这种矿床。湖南省常宁市半边街-七里坪硼矿简介如下:

湖南常宁矽卡岩型硼矿床有七里坪和半边街两个矿床，位于耒阳-临武南北向构造带中部，大义山花岗岩体的北西侧。矿床产于中上石炭统湖田群花岗岩与白云岩的接触带(图16-1)。

大义山岩体是一个细-中粒斑状黑云母花岗岩的复式岩体，是燕山早期第二阶段的产物，年龄为164 ~ 185 Ma。花岗岩富含硼、锂、砷、钨、锡、铋、氟等元素。B可达109.1×106，是地壳中B丰度的9倍。这一重要的地球化学特征是其附近硼矿床形成的重要因素。岩体周围有半边街和七里坪矿床及其它一些矿点，矿床规模中等。

图半边街矿区16-1勘探线地质剖面图

(据周，1990)

1-硼矿床；中上石炭统2-湖田组；3-二叠系栖霞组；4-燕山早期花岗岩；5—矿体编号

半边街矿床呈层状、透镜状和火焰状，受围岩中接触面和裂隙的形状和产状控制。半边街矿床由1号和2号矿体组成。ⅰ号矿体产于矽卡岩中(由尖晶石、透辉石、石榴石、浮山石、红柱石等组成。)和矽卡岩化大理岩，长800m，倾角延伸698m，平均厚度5.72m，B2O3含量5.03% ~ 8.59%，平均6.34%。沿矿体走向和倾向，具有尖灭再现、扩张和收缩的特征。ⅱ号矿体与ⅰ号矿体平行，容矿岩石为接触带上部的大理岩、矽卡岩化大理岩和白云石大理岩。矿体长568米，倾向延伸498米，平均厚度3.31米。B2O3含量为10.91% ~ 3.08%，平均为6.84%，并指出和再现了沿走向的矿体。

矿石矿物组成复杂，有用矿物主要为硼铁矿(含量10.3%)、硼铁矿(7.3%)、硼铁矿(9.9%)、氟菱镁矿(7.8%)和钾镁铁矿(1.8%)。脉石矿物主要有方解石(51%)、白云石(2.5%)、透辉石(2.3%)、浮山石(1.7%)、水氯镁石(2.5%)、水镁石(1.0%)和磁铁矿(65440)。根据矿石的结构特征，上述矿物主要分为两个成矿期:矽卡岩期和热液成矿期。从矿石矿物来看，菱镁矿、硼铁矿和氟菱镁矿形成于矽卡岩期，硼铁矿、白钨矿、锡石、辉钼矿、斑铜矿和黄铜矿形成于热液成矿期。

三。火山沉积硼矿

这类矿床主要分布在新生代构造带的新近纪陆相盆地中。盆地是造山运动晚期形成的山间盆地、断陷盆地或窄地堑，受深大断裂带控制。矿床附近广泛发育各种成分的新生代花岗岩类和熔岩，在大多数硼矿床中发现与湖相硼矿床同时形成的基性或酸性火山岩。

硼矿产于陆相火山-沉积岩系中，形成时代主要为晚第三纪上新世和中新世，矿石储量占80%以上，少量矿床属于早第三纪和第四纪。

含硼岩系是陆相沉积岩和火山岩的组合，由粘土、硅质、碳酸盐-粘土沉积岩和玄武岩、流纹岩、凝灰岩等各种火山岩组成，有时还带有盐层。矿床产于岩系中的粘土、泥灰岩或凝灰质沉积物中，具有一定的层位。矿体是一个巨大的层状体和透镜状体，其厚度从1 ~ 3m到30 ~ 90m不等。矿石呈块状或结节状产于粘土岩或凝灰岩中，其矿物成分简单，主要为可溶性硼酸盐。矿石中含有30% ~ 50%的B2O3。根据矿石中主要硼酸盐的不同，可分为四种类型:①硼砂-斜方石型硼砂矿床；②鞘氨醇沉积；③黄铁矿矿床；④钙硼镁石-钠硼解石矿床。

这类矿床规模较大，可达数千万至数亿吨。比如著名的矿床有美国的克雷默，土耳其的克尔卡，阿根廷的廷卡卢。这种类型的矿床在中国尚未见报道。

这类矿床位于大陆活动边缘及其碰撞带(太平洋带和高山-喜马拉雅带)。火山及其相关的热液活动对沉积盆地中的硼矿化有重要影响。火山灰和热液同时进入湖盆，导致盆地内大量硼的积累，使淡水逐渐变成卤水，在干燥的气候条件下形成来自盆地的各种硼矿床。然而，在第三纪巨大的硼矿床中没有看到其他可溶性盐的共存，这可能是由于硼酸盐沉淀时其他盐不足以沉淀。

这种类型的典型矿床是美国加利福尼亚州的克莱姆矿床，具有以下特征:

该矿床为火山沉积型硼矿床，位于太平洋美国西部加利福尼亚州莫哈韦沙漠中部的一个大型第三纪盆地中。盆地基底由侏罗纪和白垩纪花岗岩和变质岩组成，其上的不整合为晚第三纪中新世湖相沉积岩和火山岩，厚度约600m，下部由砾岩、砂岩、凝灰岩和淡水灰岩组成，厚度约300m；中部为玄武岩(萨德克玄武岩)，厚度约36 ~ 180 m，有次火山英安岩；上部为粘土岩、凝灰岩、硼砂透镜体(页岩+Arcos层)，厚度约45 ~ 160m，共7层矿石(图16-2)。

它被更新世和现代沙砾层所覆盖。上部粘土岩中有雄黄、雌黄和辉锑矿，凝灰岩中出现方石英和方沸石等矿物。上部岩石中含量较高的元素有As、Sb、Ge、Li。主矿体平均厚度为45~60m，大矿体长度为45 ~ 60m。矿石的矿物成分主要是硼砂、贫水硼砂、三方硼砂、钠硼解石、碳钠铝石等。矿石中B2O3平均含量为25%，富矿段B2O3大于30%。据估计，硼砂储量超过8000×105t至1.2×109t，是世界上最大的硼酸盐矿床之一。据研究，该矿床是在玄武岩溢流和英安岩侵入后形成的。玄武岩从周围高地流入高地之间的浅水盆地(估计深度为10~20m ~ 20m)。湖盆主要由伴随玄武岩溢流和英安岩侵入的温泉补给。温泉不仅带来硼，还带来砷、锑、锗和锂。流入湖中的含硼溶液蒸发，最终导致硼酸盐沉淀。最初，

图16-2美国克拉玛依硼矿柱状图

(据王有德1989)

四。浅海沉积菱锰矿-锰矿床

在我国河北省首次发现的具有工业意义的锰硼矿属于一种新类型。大地构造位置属克拉通北缘燕山拗拉槽带，产矿岩系为中元古界长城系浅海硅质白云岩夹锰页岩。建筑下部为海相粗面岩-粗质玄武质火山岩、火山角砾岩和集料岩。矿床位于建造中的白云岩或页岩与白云岩之间，与围岩有渐变关系。矿层由富矿体和贫矿体组成，富矿体在矿层中呈扁豆状、透镜状、饼状、串珠状。条带状、不规则状、囊状、块状和浸染状锰铁矿和菱锰矿常分布在富矿体之间或其上下壁上，构成贫矿体。

矿石中的矿物主要有菱锰矿和锰铁矿(Mn3[B2O12]OCl)，其次为锰方解石、黄铁矿、赤铁矿、磁铁矿、黄铜矿、黑色电气石、铁白石、应时、长石碎屑、蒙脱石、水云母、玉髓、磷灰石、胶磷矿、燧石、石膏、金红石等。

矿石构造主要为豆状、假鲕状、块状、条带状和浸染状。矿石品位贫矿约2%，富矿17%。一般来说，硼和锰之间呈正相关。

含矿岩系主要由白云岩组成，含矿地层常呈水平层状，也可见波纹状构造，表明矿床沉积于浅海平静的海盆环境。推测当时气候干热，海水盐度高，pH值大于8，在这些条件的综合影响下有利于硼矿床的形成。矿床下伏地层中有一套粗面岩-粗面火山岩，富含Mn(高达0.5%)、B(高达0.1%)等元素，其喷发为成矿提供了成矿物质来源。

这种类型的硼矿规模小，但硼和锰可以综合利用。

五、泻湖沉积硼矿床

这类硼矿与泻湖盐矿床有关，矿体呈层状或透镜状夹在钾盐层或石膏层之间。矿石呈块状或分散状结构。矿石中主要硼矿物为方石英，伴生有硼钾菱镁矿(KMG [B5o6OH] 4] [B2O3 (OH) 5] 2)、硼菱镁矿、钠硼解石、石盐、钾盐、石膏、硬石膏和方解石。这种沉积物是由含硼海水蒸发后，硼酸盐和其他盐同时沉积而成。矿床中的大多数硼酸盐分散在硬石膏、石盐和钾盐层中，在开采盐矿床时回收。硼产于德国斯塔斯福德钾盐矿床光卤石带，每年综合回收方石英数万吨。在北美、西欧和东欧的一些国家，硼矿床或硼矿化分布在二叠纪海盐矿床中。

不及物动词浸出硼矿

原生钾盐矿床往往含有少量硼酸盐，经风化淋滤富集后可形成巨大的淋滤硼矿床。矿床产于盐丘顶部的石膏帽或粘土层中，矿床呈透镜状、层状、不规则状，充填在石膏的洞穴或裂缝中。常见的含硼矿物包括硬硼镁石、单斜薄水铝石、细粒薄水铝石、钠硼解石和纤维硼解石。硼矿的规模很大，但大多数都是贫矿。前苏联Incer矿床著名，富矿(b2o 315.9% ~ 42.6%)38.3×104t，贫矿(b2o 30.6% ~ 5.37%)643×104t。

七。区域变质硼矿

这类矿床主要分布在太古宙克拉通中的古元古代裂谷带，也有部分分布在太古宙变质岩系中，如俄罗斯和瑞典。赋矿地层为元古代变质岩系，由斜长角闪石、黑云母斜长片麻岩、麻粒岩、变粒岩、店营斑状大理岩和菱镁矿组成。原岩属于海相含硼火山-沉积岩系。

硼矿床具有一定的层位，断续延伸数百公里，形成一条大型硼矿带。矿体呈层状、层状、透镜状，有时呈多层出现。矿体变形时，可与围岩同步褶皱。大多数矿体赋存于含硼建造的白云石大理岩-菱镁矿中，或与变质岩、变粒岩接触，矿体与围岩呈整体接触，矿体中也可能存在围岩夹层；单个矿体的厚度从几米到几十米不等，从几十米延伸到几百米。

矿石由磁铁矿、含硼矿物(硼铁矿、硼铁矿、绥安石)、稀土矿物(独居石、独居石、铈矿)及其他榍石、磷灰石、软锰矿-斜发沸石、红柱石、透辉石、阳起石等组成。各种矿物以不同的比例共存形成条带状或薄层状，或产于互层中。矿石具有片状构造、柔性褶皱构造、变残留角砾岩构造、变残留结核构造和各种变质构造。矿石品位变化较大，从B2O3 < 10%到B2O3+05% ~ 25%不等，最高为40%。

根据矿石中伴生矿物的不同，可分为菱镁矿矿床、菱镁矿-硼铁矿矿床和磁铁矿-硼铁矿-稀土元素矿床(Fe-B-TR矿床)。

当含矿岩系受到混合岩化或花岗岩侵入时，矿床中的某些元素被活化迁移，在含硼岩系的裂隙中产生电气石、磁铁矿、硼铁矿、针铁矿、金云母等矿物细脉，并可能伴有一些交代现象，如蛇纹石、硼镁矿等。

这类矿床属于区域变质硼矿，有小型到大型的，也有超大型的。在中国，这类矿床主要分布在辽东，少量分布在吉林南部。目前，主要的开采对象是菱镁矿和菱镁矿硼铁矿，具有重要的工业意义。Fe-B-TR矿床规模大，由于冶炼技术尚未完全解决，目前工业利用仍有困难。

下面介绍辽东典型变质矿床的地质和成因研究。

(1)元古代变质含硼岩系及其原岩建造

含硼岩系主要分布在辽吉裂谷带的轴部，属古元古代辽河群二峪组。富硼岩石的总厚度为370 ~ 800米..一个较完整的岩系剖面自下而上由四个岩石组合组成:角闪石与钠长石变粒岩互层(> 120米)，钠长石变粒岩与黑云母变粒岩互层与角闪石互层(320米)，蛇纹石(蛇纹石大理岩)与硼铁矿互层(220米)，角闪石变粒岩与钠长石变粒岩互层(> 620米)。原岩包括基性和酸性火山熔岩、凝灰岩、粘质-半粘质碎屑岩、富镁碳酸盐岩和富含硅、硼、铁的热水沉积岩，属于含硼火山岩-富镁碳酸盐岩-镁(铁)硼酸盐岩系，古元古代末(1900Ma)遭受角闪岩相区域变质作用。

(二)矿床类型

1.硼镁矿

矿石的矿物主要是纤铁矿或纤铁矿和硫铁矿，含少量硼铁矿和磁铁矿。脉石矿物主要为镁橄榄石、硅线石、金云母和蛇纹石，少量透闪石、菱镁矿、白云石、滑石和少量硫化物。如上所述，矿石具有变质和冗余的组构特征。在一些矿床中发现了薄层硬石膏。这类矿床是最主要的矿床类型，品位高、质量好、规模大，如砖庙、花园沟、后仙峪矿床(图16-3)。

图16-3辽宁省砖庙硼矿剖面图

(据冯本智等1978)

1-角闪石片麻岩；2-斜长角闪岩；3-电气石角闪石岩；4-与菱镁矿混合的蛇纹石；5，12，17-硼铁矿；6-蛇纹石大理石；7-透辉石角闪岩；8.10—伟晶岩；9-斜长角闪岩；11，13-蛇纹石；14—角闪石混合片麻岩；15—黑云母片麻岩；16-含乌云和电气石的变质岩；18—角闪石岩；19和22—长英质岩石；20—斜长角闪岩；21，23-黑云母片麻岩；24—乌云电麻粒岩；25-钛磁铁矿和透辉石闪石；26—电气石变粒岩；27—黑云电麻粒岩混电气石石英岩；28—钛磁铁矿的斜长石角闪石；29—黑云母片麻岩和黑云母电气石麻粒岩，混有钛磁铁矿和透辉石角闪岩；30—含钛磁铁矿和透辉石角闪岩

2.硼铁矿矿床或磁铁矿-硼铁矿-稀土元素(Fe-B-TR)矿床。

矿石矿物主要为硼铁矿，其次为磁铁矿、纤维状硼铁矿、硫硼铁矿和脉石矿物。矿石中的玻璃纤维显然占硼铁矿，而磁铁矿则沉淀下来。矿床中还含有独居石、铈硼硅酸盐(Ce-Bo [SiO _ 4])等稀土矿物，并可见硼矿体中的电气石透辉石被其取代。稀土元素含量已达到工业要求，该矿床可采用Fe-B-TR综合利用。该地区最著名的硼矿床是翁泉沟(图16-4)。

图16-4翁泉沟硼矿区地质及剖面示意图

(根据辽宁省地矿局第七地质队资料，1987)

1—钠长的变粒岩；2-角闪石黑云母麻粒岩和角闪石辉长岩麻粒岩；3-含硼菱镁矿的蛇纹石、金云母蛇纹石和蛇纹石大理岩；4—条纹混合岩

3.硼镁硼铁矿床

与硼镁铁矿矿床特征相似，矿石中硼镁铁矿含量高于硼镁铁矿，以开采为主。矿床含稀土元素，矿物不明显。

(3)硼矿床的形成条件

1.古火山沉积断陷盆地

沿辽吉古元古代裂谷，硼矿集中分布在四个地区。结合重力和航磁异常分析，位置在东西向和南北向断层交汇处或附近。推测裂谷槽演化过程中受东西向和近南北向深大断裂影响，控制了更多一级断陷成矿盆地的生成。沿着盆地内的断层，与火山作用有关的含硼温泉和喷孔的活动给盆地带来了充足的成矿物质，有利于热水。

2.成矿物质来源

含硼建造的岩石由大量的基性-酸性火山岩、凝灰岩和热液沉积岩组成，其中硼的含量比地壳中硼的含量高10 ~ 300倍，表明盆地火山活动期间，产生的流体可能将硼作为成矿物质带到水盆地。裂谷槽海水的渗入也可能在岩石圈循环过程中淋滤基性火山岩中的镁和铁，补给成矿盆地；大陆地壳岩石的风化也可以提供一些镁、铁或其他成分。

3.盆地古地理环境

硼矿床的凝灰质围岩中产生黄铁矿条纹、具条纹和条带状结构的电石英以及巨大硼铁矿层的存在，反映出亚铁在这些沉积物中占有相当大的比例，可以推断硼成矿盆地为深水盆地，属于还原环境。含矿建造中出现大量白云石和菱镁矿，表明当时海水呈碱性，pH值在9以上。从矿石成分看，富含B、Fe、Mg、Si、K、Na、F-和C1-，说明盆地海水盐度高于正常人。这表明该成矿盆地是一个热卤水盆地。

4.硼酸盐的沉淀和富集

层状硼矿夹在碳酸镁岩石之间，碳酸镁岩石也可以夹在硼矿之间。碳酸盐岩以富镁为特征，MgO在17.2%-36.28%之间，一般在25%以上，属于菱镁矿白云石和菱镁矿。现代海洋的研究表明，白云岩沉积区的共同特点是气候干热，蒸发量大于降雨量，说明硼矿是在干燥的气候条件下沉积的，因蒸发而沉淀富集。多年来，研究人员在硼矿围岩中发现了硬石膏层，在菱镁矿中也发现了共生硬石膏。近年来对该区硼酸盐和电气石的硼同位素δ11B(一般为+9‰～+11‰，个别为+4‰～+14.5‰)进行了研究，结果表明与海相蒸发岩一致。所有这些结果表明，硼矿床形成于干旱的气候条件下。除上述自然地理条件外，物理化学条件的变化也可导致镁-镁铁硼酸盐的沉淀富集。当时盆地沉积的原始硼酸盐为水合硼酸镁和水合硼酸镁铁，经区域变质作用转化为现今的硼矿床。

八、现代陆相盐湖硼矿。

现代干旱地区的陆相盐湖有时硼酸盐含量很高，形成硼酸盐盐湖。这些盐湖大部分分布在年轻的火山活动带，少数分布在富含天然气和石油的地区。盐湖卤水的硼含量达到一定的工业品位就可以开采。湖底沉积物中有时有固体硼矿，在湖滨地区也可分布少量矿体。矿体往往呈透镜状，嵌套在湖底淤泥中，厚度只有几十厘米，很少超过两米。矿石中的共生矿物主要是硼砂，其次是钠硼解石、柱撑菱镁矿(Mg [B2O(OH)6])、库水菱镁矿、硼氢化物等。此外，还有盐矿物，如石盐、芒硝、钙芒硝、石膏、钙芒硝和自对准硅化物。硼砂晶体较粗，一般直径约1cm，最大的可达5 ~ 6 cm。除了固体硼砂，湖底还有丰富的含硼、锂、钾、钨、砷、锑、磷等盐类的晶间卤水。这类矿床分布广泛，多为可溶性优质硼矿，可构成极具工业价值和综合利用价值的盐湖矿床。中国古代使用的硼砂主要来自这一类型。

该类型矿床分布于北美和南美西部、小亚细亚、依郎高原、柴达木盆地和青藏高原。青海大柴旦盐湖和西藏班戈湖的硼矿都属于这种类型，美国加州西尔斯盐湖是一种极具工业价值的陆相盐湖型硼矿。

1.青海省大柴旦盐湖硼矿床

盐湖位于柴达木盆地北缘的山间盆地。湖面海拔分别为365，438+065，438+00m和365，438+065，438+08m，属于高原暖干气候区。盆地周围的山系和基底岩系由前震旦纪变质岩系和较年轻的中酸性侵入岩组成。古生代和中生代地层散布在盆地边缘，盆地内有巨大的第三纪-第四纪沉积物。盆地北缘的南祁连山断裂带至今仍在活动，形成温泉-泥火山活动带。至少从第四纪晚更新世以来，含硼热水从深部涌出，通过塔塔岭河、温泉河、泉水流入大柴旦湖。

该湖形成于印支期，第四纪更新世至全新世演化为盐湖。盐湖中有细碎屑粘土矿床，还有石膏、石盐和硼矿床。盐湖属于硫酸镁亚型盐湖硼矿，分为湖滨硼矿和湖底硼矿。湖底硼矿包括固体硼矿和卤水硼矿。该矿床是以硼、锂为主要成分，伴有钾、镁、石盐、芒硝的大型综合盐湖矿床。

2.美国加利福尼亚州西尔斯盐湖的硼矿

西尔斯湖矿床位于加利福尼亚州甘莫哈韦沙漠的北部。硼矿床产于第四纪湖相沉积物中，总厚度约300米，由粘土和盐类组成。沉积物之上有两层盐矿体，下层和上层，厚度分别为9 ~ 21~24m和21~24m。这些矿体形成于晚更新世和早全新世，其间有3 ~ 4.5 m厚的粘土层。

盐矿体具有层状结构。上部盐矿体含盐量约4000×105t，由天然碱、石盐和碳酸钾钠矾组成。还有25种可溶性盐，包括芒硝、卤化钠、氟硫盐等。硼矿包括硼砂、三方硼砂、水氯镁石、水氯镁石和钠硼解石。硼砂在上部盐矿体中形成1.5m厚的透镜状或矿层，其他硼矿以结核或包裹体形式出现。盐矿体的粒间空间被卤水充填，卤水的盐度为35%。硼含量约为3 ~ 4g/kg。

与上部盐矿体相比，下部盐矿体卤水中钠含量较高，钾含量较低。下部盐矿体卤水中硼的含量为4.2g/kg。

除硼外，卤水中还含有大量的Li(90)、W(56)、As(150)、Sb(5)、P(300)等成分(以mg/kg计算)。

上下盐体的盐和卤水中硼的储量估计约为600×104t元素或约1×109t硼酸盐。西尔斯湖卤水中的锂约为15000吨，钨约为60000吨。

在西尔斯湖周围，广泛分布着上新世-更新世的流纹岩、玄武岩、火山渣锥和凝灰岩锥。温泉的活跃与火山作用有关，温泉和流入湖中的河水补充了西尔斯湖中的硼和其他成分。